Устройство и работа комплекса
Принцип действия
Функциональная схема комплекса типа КСВУ представлена на рис.1. Свет от источника излучения И направляется с помощью зеркального или линзового конденсора К на входную щель монохроматора М. Излучение, выделенное выходной щелью монохроматора, направляется в кюветное отделение КО, куда устанавливаются исследуемые образцы. Пройдя кюветное отделение, излучение попадает на фотокатод приёмника излучения ФЭУ. В качестве приёмника излучения для области спектра 200-800 нм используется фотоэлектронный умножитель ФЭУ-100, для области спектра 600-1200 нм – фотоэлектронный умножитель ФЭУ-62.
Рис . 1. Функциональная схема КСВУ (базовый вариант)
Оптический сигнал, преобразованный фотоэлектронным умножителем в электрический, поступает на вход усилителя постоянного тока УПТ. С выхода усилителя сигнал попадает на аналого-цифровой преобразователь. Преобразованный в код сигнал поступает в устройство ввода-вывода УВВ и далее на вычислительное устройство ВУ. В вычислительном устройстве сигналы обрабатываются и либо запоминаются, либо выводятся на дисплей Д в цифровом виде и на печатающее устройство ПУ в цифровом или графическом виде.
Сканирование спектра производится с помощью шагового двигателя ШД, питание на который поступает с блока управления БУ. Блок управления работает в двух режимах: с управлением от вычислительного устройства и автономно. При работе в составе комплекса блок работает с управлением от вычислительного через устройство ввода-вывода УВВ. В этом случае вычислительное устройство выполняет роль генератора тактовых импульсов шагового двигателя, и сканирование спектра может производиться по любой заданной вычислительным устройством программе. При автономной работе блока управления импульсы на шаговый двигатель формируются генератором, встроенным в блок.
|
|
|
Питание источников излучения осуществляется от стабилизатора Ст, а фотоэлектронного умножителя ― от высоковольтного стабилизатора ВС, встроенного в устройство ввода-вывода. Комплекс работает в однолучевом режиме.
2.2. Оптическая схема
Оптическая схема каждого комплекса состоит из схемы монохроматора, осветителя, кюветного отделения и блока фотоприёмной головки.
Монохроматор имеет сменные дифракционные решетки и сменные светофильтры для срезания высших порядков дифракции.
В комплекте монохроматора имеется линзовая кварцевая конденсорная система для освещения входной щели различными источниками излучения.
Входящий в комплекс осветитель с дейтериевой лампой ДДС-30 и лампой накаливания ОП-33-0,3 содержит эллиптический зеркальный конденсор, расположенный внутри осветителя; при переходе от одной лампы к другой положение конденсора изменяется. В приёмных блоках и в кюветной камере имеются линзы, проецирующие зрачок монохроматора на фотокатод фотоэлектронного умножителя.
|
|
|
Усовершенствованная схема КСВУ
Функциональная схема усовершенствованного комплекса типа КСВУ представлена на рис 2. Как видно, она отличается наличием быстродействующего одноканального 10-разрядного АЦП, современной системой управления (управляет работой шаговым двигателем по командам с PC, преобразует и передаёт данные с АЦП в PC), оптронной развязкой на 4 кВ (обеспечивает II класс электробезопасности, тип BF), наличием ЭВМ (для окончательной обработки и визуализации сигналов).
Рис.2. Функциональная схема усовершенствованного варианта КСВУ
Система управления включает: оптронную гальваническую развязку, 8-битный AVR RISC микроконтроллер (МК) ATMEL AT90S8535, управляющие каскады на полевых транзисторах.
Система сбора данных состоит из фотоэлектронного умножителя (ФЭУ), прецизионного малошумящего преобразователя ток/напряжение, 10-разрядного АЦП, встроенного в МК и обеспечивающего приведённую погрешность дискретизации 0,05%.
Управление аппаратной частью осуществляется через любой из СОМ-портов персонального компьютера (ПК) через гальваническую развязку программой, написанной на объектно-ориентированном, архитектурно-нейтральном языке высокого уровня Java (платформа Java 2).
Дата добавления: 2021-04-15; просмотров: 168; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!